專利名稱：校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠適用于TDMA(Time Division Multiple Access，時分多址)方式數(shù)字無線通信的校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
以往，在數(shù)字無線通信中，有時采用多址方式，并且天線使用自適應(yīng)陣列天線。多址方式是指在同一頻帶上、多個臺同時進(jìn)行通信時的電路連接方式。該多址方式中包含的TDMA方式被稱為時分多址方式。此外，該TDMA方式是如下進(jìn)行多址的方式在多個臺間共同使用相同頻率的載波，使從各臺發(fā)送的信號成為斷續(xù)的信號(稱之為突發(fā)信號)，來自各臺的突發(fā)信號在時間上相互不沖突地排列。
在TDMA方式中有下述問題由于不容易充分抑制他臺間干擾，所以隨著復(fù)用臺數(shù)的增加，干擾信號也增加，同步捕獲變得困難，通信品質(zhì)惡化，以至不能通信。如果能夠充分抑制上述他臺間干擾，則可望提高頻率利用效率，能夠提高同一小區(qū)(區(qū)域)內(nèi)各臺的通信品質(zhì)，增加容量(復(fù)用數(shù)或線路連接數(shù))。
另一方面，自適應(yīng)陣列天線是指下述系統(tǒng)根據(jù)某種控制算法，決定各天線輸出的加權(quán)，適應(yīng)周圍狀態(tài)的變化來控制方向性。在多個天線構(gòu)成的陣列天線中，如果向各天線輸出施加幅移、相移并合成，則陣列的方向性會變化。
參照

圖18來說明該自適應(yīng)陣列天線。圖18示出接收自適應(yīng)陣列天線的整體結(jié)構(gòu)。在圖18中，來自多個天線1801的各天線輸出1802乘以加權(quán)1803后被合成，成為陣列輸出1804。這里，加權(quán)的控制根據(jù)下面3個信息在加權(quán)控制部1807中進(jìn)行①陣列的合成輸出(1805)②各天線的輸出(1802)③與希望信號有關(guān)的先驗知識(1806)加權(quán)的控制有時也不使用陣列的合成輸出(1805)。
以往，自適應(yīng)陣列天線是作為使接收信號的SINR(Signal to Interferenceplus Noise Ratio信號對干擾加噪聲比)最大化的天線系統(tǒng)而研究開發(fā)的。此外，自適應(yīng)陣列天線用作TDMA傳輸中他臺間干擾的對策。參照圖19來說明該TDMA中的接收自適應(yīng)陣列天線。
圖19是TDMA接收自適應(yīng)陣列天線的整體結(jié)構(gòu)圖。在圖19中，來自連接到多個天線1901的無線部1902的各接收輸出1903乘以加權(quán)1904后被合成，成為陣列輸出1905。加權(quán)的控制與上述圖18的控制同樣進(jìn)行。由陣列輸出1905得到接收數(shù)據(jù)1906。
此外，圖20是在接收端使用自適應(yīng)陣列天線的TDMA傳輸?shù)脑韴D。BS 2001包括接收自適應(yīng)陣列天線，與包括無方向性天線的第一MS 2002進(jìn)行通信。此時，BS 2001通過控制方向性，來排除延遲波(2003及2004)，并且抑制來自使用同一頻率的他臺第二MS 2005的干擾波。
然而，在圖19中，一般在無線部1902中，由于放大器和濾波器等元件延遲特性及振幅特性的偏差，由相位變動及振幅變動構(gòu)成的變動量(D1、D2、......、Dn)各不相同。因此，在各無線部1902中附加了不同相位變動及振幅變動，天線接收端的接收信號波的相位及振幅、和輸入到加權(quán)控制部的輸入信號的相位及振幅因各天線而異。由此，包含由加權(quán)收斂結(jié)果得到的零點的方向性圖和實際的方向性圖不同。
此外，在使用上述接收加權(quán)來控制發(fā)送方向性的情況下，不可能進(jìn)行正確的方向性控制。作為上述現(xiàn)象的防止對策，即使在輸入到加權(quán)控制部1907的輸入信號的階段，也必須保持各天線接收端的接收信號的相位差及振幅比。為此，需要事先檢測各無線部的延遲(D1、D2、......、Dn)及振幅，用某些方法來補償延遲量及振幅量的偏差(差)。
作為補償方法之一，提出下述方法對于圖19中來自各無線部的接收輸出1903，將與延遲量相當(dāng)?shù)南辔黄?、及與振幅比相當(dāng)?shù)脑鲆嫫葡喑恕Ｗ赃m應(yīng)陣列裝置的相位及振幅特性偏差的檢測報告于論文G.V.Tsoulos、M.A.Beach“Calibration and Linearity issues for an Adaptive Antenna System(自適應(yīng)天線系統(tǒng)的基準(zhǔn)和線性問題)”IEEE VTC、Phoenix、pp.1597-1660、May1997。上述論文提出將音調(diào)信號用作校準(zhǔn)信號的方式。
參照圖21來說明使用該音調(diào)信號的現(xiàn)有TDMA傳輸中無線部的校準(zhǔn)裝置。圖21是現(xiàn)有無線部中校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。在圖21中，例示了天線數(shù)是2個的情況。
將校準(zhǔn)信號產(chǎn)生電路2101產(chǎn)生的音調(diào)信號(正弦波信號)2102輸入到無線發(fā)送部2103。在該例中，在無線部中進(jìn)行正交調(diào)制，作為正交的IQ信號，輸入sin(ωt)、cos(ωt)信號。此時的音調(diào)信號周期T是T＝2π/ω，對于信息符號頻率fs，設(shè)ω＝fs/m(m＞1)。圖22示出音調(diào)信號在IQ平面上的星座。信號在圖中的圓周上以一定周期2π/ω旋轉(zhuǎn)。
無線發(fā)送部2103具有以進(jìn)行延遲檢測的無線接收部的接收載頻fc進(jìn)行發(fā)送的功能。以載頻fc輸出的信號用電纜等從發(fā)送端子2104傳輸?shù)綗o線接收部2105及無線接收部2106的天線連接端子2107及2108。此時，假設(shè)電纜長度以充分的精度等于載頻的波長。各無線接收部的正交檢波輸出2109及正交檢波輸出2110被輸入到檢測電路2111。在檢測電路2111中，通過比較輸入的音調(diào)信號2102和檢波輸出2109，來檢測(振幅比，相位差)＝(Ar1，Δψr1)2112。
此外，通過比較音調(diào)信號2102和檢波輸出2110，來檢測(振幅比，相位差)＝(Ar2，Δψr2)2113。
圖23示出時刻t的音調(diào)信號a(t)和檢波輸出b(t)的星座例。此時，b(t)和a(t)的關(guān)系使用相位差ψ和振幅比A如下表示。
b(t)＝A·exp(jψ)·a(t)此時，相位差ψ表示無線發(fā)送部的延遲Dt、電纜延遲Dk、和無線接收部的延遲Dr的合計延遲量D(D＝Dt+Dk+Dr)除以音調(diào)信號波長λ＝c/ω(c是光速)所余(Dmodλmod是求余算子)的延遲量(相位量)。
在圖21中，對于2個無線接收部2105及無線接收部2106，無線發(fā)送部2103的延遲Dt和電纜延遲Dk是共同的，所以檢測出的相位差Δψr1和Δψr2之差為無線接收部2105和無線接收部2106的延遲量之差。此外，振幅比A表示校準(zhǔn)信號2102的振幅和檢波輸出的振幅之間的振幅比。因此，檢測出的振幅比Ar1和Ar2之比表示無線接收部2105和無線接收部2106之間的振幅特性的差異(振幅比)。
通過使用上述裝置事先檢測各無線部的振幅比及相位差，能夠補償偏差(差)。
然而，在上述現(xiàn)有TDMA傳輸中無線部的校準(zhǔn)裝置中，由于校準(zhǔn)信號是音調(diào)信號，所以只測定某個特定頻率、例如中心頻率f0的延遲特性及振幅特性。而實際通信中使用TDMA傳輸?shù)恼{(diào)制信號是寬帶信號，此外，無線部中濾波器等的群延遲特性及頻率特性因頻率的不同，延遲量及衰減量也不同。
因此，在上述現(xiàn)有TDMA傳輸中的校準(zhǔn)裝置中，不能測定接收到調(diào)制信號的情況下無線部的正確的延遲特性及振幅特性。
圖24是校準(zhǔn)信號和傳輸信號的頻譜狀態(tài)圖。在圖24中示出，調(diào)制信號是中心頻率為f0的帶寬M[Hz]的寬帶信號，而校準(zhǔn)信號是線頻譜。這樣，校準(zhǔn)信號和實際的調(diào)制信號差別很大。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種校準(zhǔn)裝置，在TDMA傳輸中，能夠檢測無線接收部及無線發(fā)送部的正確的延遲特性及振幅特性。
該目的是如下實現(xiàn)的使用與實際通信使用的調(diào)制信號頻帶相同或接近的校準(zhǔn)信號，來檢測無線部的延遲特性及振幅特性。
附圖的簡單說明圖1是本發(fā)明實施例1的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖2A是上述實施例的校準(zhǔn)裝置中QPSK調(diào)制的基準(zhǔn)識別點的位置圖；圖2B是上述實施例1的校準(zhǔn)裝置中無線部RX1端的星座(コンスタレ-シヨン)及偏離基準(zhǔn)識別點的振幅比及相位差的示意圖；圖2C是上述實施例1的校準(zhǔn)裝置中無線部RX2端的星座及偏離基準(zhǔn)識別點的振幅比及相位差的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例2的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖4A是上述實施例2的校準(zhǔn)裝置中與無線接收部的接收電場電平Pm對應(yīng)的延遲特性Δψri(Pm)的例示圖；圖4B是上述實施例2的校準(zhǔn)裝置中與無線接收部的接收電場電平Pm對應(yīng)的振幅特性Ari(Pm)的例示圖；圖5是本發(fā)明實施例3的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖6是本發(fā)明實施例4的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖7是本發(fā)明實施例5的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；
圖8是本發(fā)明實施例6的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖9是本發(fā)明實施例7的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖10是本發(fā)明實施例7的校準(zhǔn)裝置中變頻部的結(jié)構(gòu)方框圖；圖11是本發(fā)明實施例8的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖12是本發(fā)明實施例9的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖13是本發(fā)明實施例10的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖14是本發(fā)明實施例11的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖15是本發(fā)明實施例12的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖16是本發(fā)明實施例13的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖17是本發(fā)明實施例14的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖18是現(xiàn)有接收自適應(yīng)陣列天線的整體結(jié)構(gòu)圖；圖19是現(xiàn)有TDMA接收自適應(yīng)陣列天線的整體結(jié)構(gòu)圖；圖20是現(xiàn)有自適應(yīng)陣列天線用于接收端的TDMA傳輸?shù)脑韴D；圖21是現(xiàn)有無線部中校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖22是現(xiàn)有校準(zhǔn)裝置所用的音調(diào)(ト-ン)信號在IQ平面上的星座圖。
圖23是現(xiàn)有校準(zhǔn)裝置在時刻t的音調(diào)信號a(t)和檢波輸出b(t)的星座例示圖；以及圖24是現(xiàn)有校準(zhǔn)信號和傳輸信號的頻譜狀態(tài)圖。
實施發(fā)明的最好形式接著，參照附圖來詳細(xì)說明實施本發(fā)明的最好方式。在以下的說明中，在附圖中，假設(shè)從混合波導(dǎo)聯(lián)接(ハイブリツド)H到無線接收部(RX1)、及從混合波導(dǎo)聯(lián)接H到無線接收部(RX2)的變化量(相位及振幅)已經(jīng)測定過，是已知的。此外，從代碼產(chǎn)生器到發(fā)送器、及接收器以后，傳遞的是數(shù)字信號。(實施例1)圖1是本發(fā)明實施例1的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例1的校準(zhǔn)裝置包括2個天線，此外，假設(shè)使用的調(diào)制方式是與普通通信相同的方式，例如是QPSK調(diào)制。此外，假設(shè)無線部進(jìn)行正交調(diào)制及正交檢波。
校準(zhǔn)信號101由代碼產(chǎn)生器103生成，在調(diào)制電路102中被調(diào)制，輸入到無線發(fā)送部104。代碼產(chǎn)生器103產(chǎn)生PN碼或正交碼。調(diào)制過的校準(zhǔn)信號被輸入到無線發(fā)送部104。
在無線發(fā)送部104中，發(fā)送信號被正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，由發(fā)送端子105輸出。fc是本系統(tǒng)(無線接收部)的接收載頻。
以載頻fc輸出的校準(zhǔn)信號使用電纜106等從發(fā)送端子105傳輸?shù)綗o線接收部107及無線接收部108的天線連接端子109及110。此時，假設(shè)電纜長度以充分的精度等于載頻的波長。從無線發(fā)送部104輸出的校準(zhǔn)信號為與通信時使用的調(diào)制信號頻帶相同或接近的信號。
各無線接收部的接收輸出被輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器111及復(fù)數(shù)相關(guān)器112。復(fù)數(shù)相關(guān)器111及復(fù)數(shù)相關(guān)器112在定時控制電路113調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出114及相關(guān)輸出115。
檢測電路116通過比較由相關(guān)輸出114求出的接收信號點(以下稱為接收點)r1和作為基準(zhǔn)的識別點(以下稱為基準(zhǔn)識別點)，來求(振幅比，相位差)＝(Ar1，Δψr1)117。這里所求的相位差相當(dāng)于無線發(fā)送部104的延遲Dt、電纜106的延遲Dk、和無線接收部107的延遲Dr1的合計延遲量D(D＝Dt+Dk+Dr1)除以載頻fc的波長λc所余的延遲量。
同樣，檢測電路116通過比較由相關(guān)輸出115求出的接收點r2和基準(zhǔn)識別點，來求(振幅比，相位差)＝(Ar2，Δψr2)118。
圖2是調(diào)制信號的星座圖。圖2A是QPSK調(diào)制中基準(zhǔn)識別點的位置圖。這樣，在QPSK調(diào)制中，基準(zhǔn)識別點位于坐標(biāo)(1，1)、(-1，1)、(-1，-1)、(1，-1)。圖2B示出無線部RX1 107端的星座及偏離基準(zhǔn)識別點的振幅比及相位差，此外，圖2C示出無線部RX2 108端的星座及偏離基準(zhǔn)識別點的振幅比及相位差。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在TDMA傳輸中無線接收部的延遲特性及振幅特性的檢測中，將與實際通信使用的調(diào)制信號頻帶相同或接近的信號用作校準(zhǔn)信號，通過比較來自各無線接收部的輸出信號的相關(guān)輸出和基準(zhǔn)識別點，能夠檢測更正確的延遲差及振幅比。
此外，通過以檢測出的相位差及振幅比為偏移量，乘以各無線接收部的輸出信號，還能夠解決包含由加權(quán)收斂結(jié)果得到的零點的方向性圖和實際的方向性圖不同的問題。
在實施例1中，假設(shè)使用的調(diào)制方式是QPSK調(diào)制，此外，假設(shè)在無線部中進(jìn)行正交調(diào)制及正交檢波，但是顯然，在本發(fā)明中，上述調(diào)制方式及檢波方式不是必須的，在別的方式中也能同樣進(jìn)行檢測。此外，顯然也能容易地只測定相位特性或振幅特性中的某一個。
此外，檢測值不必是偏離基準(zhǔn)識別點的延遲差及振幅比，也可以考慮將根據(jù)相關(guān)輸出而計算出的各無線接收部間的偏移值作為檢測值來輸出。例如，在圖1中，假設(shè)相關(guān)輸出114及相關(guān)輸出115(圖2B及圖2C的接收點r1及接收點r2)用位置向量R1、R2來表現(xiàn)。檢測電路116求進(jìn)行使無線接收部的相位特性及振幅特性與無線接收部RX1 107一致的補償?shù)那闆r下的偏移值。此時，假設(shè)偏移值為向量Zri(i＝1，2)，則可以表現(xiàn)為Zr1＝1Zr2＝R1/R2＝R1×R2*/|R2|2 (*表示復(fù)共軛)檢測電路116將上述值作為117、118來輸出。此外，在本發(fā)明實施例1的校準(zhǔn)裝置中，也可以考慮原封不動地輸出或存儲相關(guān)值。在此情況下，使用存儲的相關(guān)值來求補償各無線接收部的延遲差及振幅差的偏移值的運算在陣列天線無線接收裝置端進(jìn)行。在陣列天線無線接收裝置中，通過對來自無線接收部RX1 107、RX2 108的輸出信號乘以上述Zr1及Zr2，能夠補償延遲特性及振幅特性的偏差，防止由加權(quán)收斂結(jié)果得到的方向性圖和實際的方向性圖不同。
此外，是假設(shè)電纜長度全部相等的，但是在不同長度的情況下，如果預(yù)先已知延遲量及衰減量，則能夠校正上述已知的延遲量和衰減量，檢測相位差及振幅比。假設(shè)使無線部中使用的基準(zhǔn)信號(10MHz等晶體振蕩器構(gòu)成的時鐘)為全部通用。(實施例2)接著，說明本發(fā)明實施例2的校準(zhǔn)裝置。圖3是本發(fā)明實施例2的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。在實施例2中，發(fā)送端子306的輸出端設(shè)有衰耗器( アツテネ一タ)306。該衰耗器306也可以是衰減器。此外，實施例2的校準(zhǔn)裝置與上述實施例1同樣，包括2個天線。
圖4A是本發(fā)明實施例2的校準(zhǔn)裝置中與無線接收部的接收電場電平Pm對應(yīng)的延遲特性Δψri(Pm)的例示圖，圖4B是本發(fā)明實施例2的校準(zhǔn)裝置中與無線接收部的接收電場電平Pm對應(yīng)的振幅特性Ari(Pm)的例示圖。在具有圖4所示的延遲特性及振幅特性的情況下，如實施例1所示，即使檢測以特定的接收電場電平輸入到無線接收部時的延遲量也不夠，而需要測定變化Pm時的延遲特性Δψri(Pm)及振幅特性Ari(Pm)。
在圖3中，校準(zhǔn)信號301由代碼產(chǎn)生器302生成，通過調(diào)制電路303調(diào)制，輸入到無線發(fā)送部304。該代碼產(chǎn)生器302產(chǎn)生PN碼或正交碼。
接著，在無線發(fā)送部304中，發(fā)送信號被正交調(diào)制后，上變頻到載頻允，由發(fā)送端子305輸出。fc是本系統(tǒng)的接收載頻。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器306的電纜307，從發(fā)送端子305傳輸?shù)綗o線接收部308及無線接收部309的天線連接端子310及天線連接端子311。
各無線接收部的接收輸出被輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器312及復(fù)數(shù)相關(guān)器313。復(fù)數(shù)相關(guān)器312及復(fù)數(shù)相關(guān)器313在定時控制電路314調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出315及相關(guān)輸出316。
檢測電路317通過變化衰耗器設(shè)定值，來求變化接收電場電平Pm時的相位差Δψr1(Pm)及相位差Δψr2(Pm)以及振幅比Ar1(Pm)及振幅比Ar2(Pm)，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例2的校準(zhǔn)裝置，能夠按照接收電場電平來仔細(xì)求與無線接收部的延遲量之差相當(dāng)?shù)南辔徊瞀う譺1(Pm)及相位差Δψr2(Pm)以及振幅比Ar1(Pm)及Ar2(Pm)，所以能夠按照接收電場電平來正確地進(jìn)行自適應(yīng)陣列天線無線接收裝置中延遲特性及振幅特性的偏差補償。(實施例3)接著，說明本發(fā)明實施例3的校準(zhǔn)裝置。圖5是本發(fā)明實施例3的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例3的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)是在上述實施例2上設(shè)置切換開關(guān)508及切換開關(guān)509。此外，實施例3的校準(zhǔn)裝置與實施例2同樣，包括2個天線。
在圖5中，校準(zhǔn)信號501由發(fā)送端子505輸出、輸出的校準(zhǔn)信號的接收電場電平通過衰耗器506變更之前的處理與上述實施例2同樣。即，校準(zhǔn)信號501由代碼產(chǎn)生器502生成，通過調(diào)制電路503調(diào)制，輸入到無線發(fā)送部504。代碼產(chǎn)生器502產(chǎn)生PN碼或正交碼。
在無線發(fā)送部504中，發(fā)送信號被正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，由發(fā)送端子505輸出。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器506的電纜507，從發(fā)送端子505傳輸?shù)角袚Q開關(guān)508及切換開關(guān)509。
切換開關(guān)508及切換開關(guān)509通過SW切換信號510來切換來自天線的接收信號和校準(zhǔn)用調(diào)制信號。來自切換開關(guān)508及切換開關(guān)509的信號分別被傳輸?shù)綗o線接收部511及無線接收部512。
各無線接收部的接收輸出分別被輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器513及復(fù)數(shù)相關(guān)器514。復(fù)數(shù)相關(guān)器513及復(fù)數(shù)相關(guān)器514在定時控制電路515調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出516及相關(guān)輸出517。檢測電路518通過變化衰耗器設(shè)定值，來求變化接收電場電平Pm時的相位差Δψr1(Pm)及相位差Δψr2(Pm)以及振幅比Ar1(Pm)及Ar2(Pm)，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例3的校準(zhǔn)裝置，通過控制開關(guān)切換信號，能夠在必要時測定無線接收部的延遲特性及振幅特性。由此，即使在上述延遲特性及振幅特性根據(jù)操作環(huán)境等在時間上變化的情況下，也能夠正確地進(jìn)行補償。(實施例4)圖6是本發(fā)明實施例4的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。如圖6所示，實施例4的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)是在上述實施例2的校準(zhǔn)裝置上設(shè)置復(fù)用電路。此外，實施例4的校準(zhǔn)裝置與實施例2同樣，包括2個天線。
在圖6中，校準(zhǔn)信號601由發(fā)送端子605輸出、輸出的校準(zhǔn)信號的接收電場電平通過衰耗器606變更之前的操作與實施例2同樣。即，校準(zhǔn)信號601由代碼產(chǎn)生器602生成，通過調(diào)制電路603調(diào)制，輸入到無線發(fā)送部604。代碼產(chǎn)生器602產(chǎn)生PN碼或正交碼。
在無線發(fā)送部604中，發(fā)送信號被正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，由發(fā)送端子605輸出。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器606的電纜607，從發(fā)送端子605傳輸?shù)綇?fù)用電路608及復(fù)用電路609。
復(fù)用電路608及復(fù)用電路609對來自天線的接收信號和校準(zhǔn)用的調(diào)制信號進(jìn)行復(fù)用。復(fù)用過的信號被傳輸?shù)綗o線接收部610及無線接收部611。
各無線接收部的接收輸出被輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器612及復(fù)數(shù)相關(guān)器613，復(fù)數(shù)相關(guān)器612及復(fù)數(shù)相關(guān)器613在定時控制電路614調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出615及相關(guān)輸出616。
檢測電路617通過變化衰耗器設(shè)定值，來求變化接收電場電平Pm時的相位差Δψr1(Pm)及相位差Δψr2(Pm)以及振幅比Ar1(Pm)及Ar2(Pm)，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例4的校準(zhǔn)裝置，不用中斷普通的通信，即能夠經(jīng)?；蛟诒匾獣r測定無線接收部的延遲特性及振幅特性。由此，即使在上述延遲特性及振幅特性根據(jù)操作環(huán)境等在時間上變化的情況下，也能夠正確地進(jìn)行補償。在不進(jìn)行測定時，也可以考慮通過關(guān)閉無線發(fā)送部的電源，完全不輸出對接收信號是噪聲分量的校準(zhǔn)信號。(實施例5)接著，說明本發(fā)明實施例5的校準(zhǔn)裝置。圖7是本發(fā)明實施例5的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例5的校準(zhǔn)裝置與實施例2同樣，包括2個天線。
在圖7中，校準(zhǔn)信號701由發(fā)送端子705輸出、輸出的校準(zhǔn)信號的接收電場電平通過衰耗器706變更之前的操作與實施例2同樣。即，校準(zhǔn)信號701由代碼產(chǎn)生器702生成，通過調(diào)制電路703調(diào)制，輸入到無線發(fā)送部704。代碼產(chǎn)生器702產(chǎn)生PN碼或正交碼。
在無線發(fā)送部704中，發(fā)送信號被正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，由輸出端子705輸出。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器706的電纜707，從發(fā)送端子705傳輸?shù)綗o線接收部708及無線接收部709。
各無線接收部的接收輸出通過切換開關(guān)710切換，輸入到相關(guān)器711。相關(guān)器711在定時控制電路712調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，輸出相關(guān)輸出713。
檢測電路714通過變化衰耗器706的設(shè)定值，來求變化接收電場電平Pm時的振幅比Ari(Pm)及相位差Δψri(Pm)715，并且輸出或存儲。
由此，在切換開關(guān)710選擇無線接收部708的輸出的情況下，相關(guān)器711進(jìn)行相關(guān)檢測，輸出相關(guān)輸出713。檢測電路714求振幅比Ar1(Pm)及相位差Δψr1(Pm)715，并且輸出或存儲。
另一方面，在切換開關(guān)710選擇無線接收部709的輸出的情況下，相關(guān)器711進(jìn)行相關(guān)檢測，輸出相關(guān)輸出713。檢測電路714求振幅比Ar2(Pm)及相位差Δψr2(Pm)715，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例5的校準(zhǔn)裝置，在用開關(guān)切換、時間分割來求多個無線接收部的延遲特性及振幅特性的情況下，無需對輸入到多個無線接收部的輸入信號同時處理相關(guān)運算或相位檢測，所以能夠削減校準(zhǔn)裝置的電路規(guī)模。(實施例6)接著，說明本發(fā)明實施例6的校準(zhǔn)裝置。圖8是本發(fā)明實施例6的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例6的校準(zhǔn)裝置與上述實施例2同樣，包括2個天線。
在圖8中，校準(zhǔn)信號801由發(fā)送端子輸出、輸出的校準(zhǔn)信號的接收電場電平通過衰耗器806變更之前的操作與上述實施例2同樣。即，校準(zhǔn)信號801由代碼產(chǎn)生器802生成，通過調(diào)制電路803調(diào)制，輸入到無線發(fā)送部804。代碼產(chǎn)生器802產(chǎn)生PN碼或正交碼。
在無線發(fā)送部804中，發(fā)送信號被正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，由發(fā)送端子805輸出。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器806的電纜807，傳輸?shù)綗o線接收部808及無線接收部809。此時，發(fā)送定時控制電路810向調(diào)制電路803輸出發(fā)送定時信號811，控制調(diào)制過的校準(zhǔn)信號的發(fā)送定時。
在上述實施例1～5中，通過調(diào)節(jié)發(fā)送端的調(diào)制信號的相關(guān)器輸入定時，來控制相關(guān)檢測定時，與此相對，在實施例6中，同步電路817將發(fā)送定時信號811作為參考(カンニング)信號，生成相關(guān)檢測定時t1及相關(guān)檢測定時t2。即，不用將發(fā)送端的調(diào)制信號輸入到定時控制電路，而生成相關(guān)檢測定時。根據(jù)上述定時t1及定時t2，相關(guān)器812及相關(guān)器813分別進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出814及相關(guān)輸出815。
檢測電路816通過變化衰耗器設(shè)定值，來求變化接收電場電平Pm時的相位差Δψr1(Pm)及相位差Δψr2(Pm)以及振幅比Ar1(Pm)及振幅比Ar2(Pm)，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例6的校準(zhǔn)裝置，通過將調(diào)制過的校準(zhǔn)信號的發(fā)送定時作為參考信號而輸入到相關(guān)器，來生成相關(guān)檢測定時，所以無需電路來調(diào)節(jié)發(fā)送端調(diào)制信號的相關(guān)定時。因此，能夠削減校準(zhǔn)裝置的電路規(guī)模。(實施例7)接著，說明本發(fā)明實施例7的校準(zhǔn)裝置。圖9是本發(fā)明實施例7的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例7的校準(zhǔn)裝置與上述實施例2同樣，包括2個天線。在本實施例中，如實施例1所述，一般使無線部中使用的基準(zhǔn)信號(10MHz等晶體振蕩器構(gòu)成的時鐘)為全部通用。
然而，在無線發(fā)送部和無線接收部使用的本地信號不同的情況下，由于不同合成器生成的本地信號中的誤差，發(fā)送端和接收端的載頻fc有可能發(fā)生微妙的偏差。因此，在發(fā)生上述現(xiàn)象的情況下，即使在無線部的延遲量在時間上不變化的情況下，接收相位也在時間上變化。由此，在由基準(zhǔn)識別點和接收端之差來求相位差Δψr及振幅比Ar的情況下，不能檢測正確的值。
因此，實施例7的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)是在實施例2的校準(zhǔn)裝置中，使無線部使用的本地信號(Lo信號)為全部通用。
在圖9中，假設(shè)本地信號916被提供給所有無線部通用。其他結(jié)構(gòu)及操作與實施例2同樣。即，校準(zhǔn)信號901由代碼產(chǎn)生器902生成，通過調(diào)制電路903調(diào)制，輸入到無線發(fā)送部904。代碼產(chǎn)生器902產(chǎn)生PN碼或正交碼。
在無線發(fā)送部904中，發(fā)送信號被正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，由發(fā)送端子905輸出。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器906的電纜907，傳輸?shù)綗o線接收部908及無線接收部909。
各無線接收部的接收輸出被輸入到相關(guān)器910及相關(guān)器911。相關(guān)器910及相關(guān)器911在定時控制電路912調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出913及相關(guān)輸出914。
檢測電路915通過變化衰耗器設(shè)定值，來求變化接收電場電平Pm時的相位差Δψr1(Pm)及相位差Δψr2(Pm)以及振幅比Ar1(Pm)及振幅比Ar2(Pm)，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例7的校準(zhǔn)裝置，通過使無線發(fā)送部和無線接收部使用的本地信號為通用，能夠消除發(fā)送端和接收端的載頻fc發(fā)生偏差的可能性。由此，相位及振幅不會因為無線部的延遲特性及振幅特性以外的原因而變化，能夠檢測正確的延遲量。
如圖10所示，提出下述結(jié)構(gòu)將TDMA方式的陣列天線無線裝置的無線發(fā)送部1001輸出的調(diào)制信號輸入到變頻部1002，變換為接收載頻fc，傳輸?shù)綗o線接收部。由此，通過只設(shè)置變頻器1002的簡單結(jié)構(gòu)，即能夠生成與實際通信使用的調(diào)制信號同樣寬帶的校準(zhǔn)信號。(實施例8)接著，說明本發(fā)明實施例8的校準(zhǔn)裝置。圖11是本發(fā)明實施例8的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例8的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)是在實施例2的校準(zhǔn)裝置中檢測電路317的輸出端設(shè)置插值電路。此外，實施例8的校準(zhǔn)裝置與上述實施例2同樣，包括2個天線。
此外，在上述實施例2中，如圖4所示，在無線接收部具有與接收電場電平Pm對應(yīng)的延遲特性Δψri(Pm)及振幅特性Ari(Pm)的情況下，需要測定變化Pm時的延遲特性Δψri(Pm)及振幅特性Ari(Pm)。
然而，在圖3中，為了通過變化衰耗器設(shè)定值，求變化接收電場電平Pm時的相位差Δψr1(Pm)及Δψr2(Pm)，并且輸出或存儲，從而根據(jù)接收功率電平正確地進(jìn)行陣列天線無線接收裝置中延遲特性及振幅特性的偏差補償，需要仔細(xì)而且在大范圍內(nèi)變化衰耗器變化量。因此，校準(zhǔn)所需的時間及存儲的數(shù)據(jù)量變得龐大。
因此，在實施例8中，在圖3所示的校準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)上，設(shè)置插值電路1118，使用實際測定的各無線部的延遲差及振幅比，通過插值處理，來求與測定的接收功率電平以外的接收功率電平對應(yīng)的延遲差及振幅比。
在圖11中，校準(zhǔn)信號1101由代碼產(chǎn)生器1102生成，通過調(diào)制電路1103調(diào)制，輸入到無線發(fā)送部1104。代碼產(chǎn)生器1102產(chǎn)生PN碼或正交碼。
在無線發(fā)送部1104中，發(fā)送信號被正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，由發(fā)送端子1105輸出。fc是本系統(tǒng)的接收載頻。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器1106的電纜1107，從發(fā)送端子1105傳輸?shù)綗o線接收部1108及無線接收部1109的各個天線連接端子1110及1111。
各無線接收部的接收輸出被輸入到相關(guān)器1112及相關(guān)器1113。復(fù)數(shù)相關(guān)器1112及復(fù)數(shù)相關(guān)器1113在定時控制電路1114調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出1115及1116。
檢測電路1117通過變化衰耗器設(shè)定值，來求變化接收電場電平Pm時的相位差Δψr1(Pm)及相位差Δψr2(Pm)以及振幅比Ar1(Pm)及振幅比Ar2(Pm)，并且輸出。
插值電路1118也求上述測定的接收電場電平Pm以外的相位特性Δψri(Pm)及振幅特性Ari(Pm)，然后輸出相位特性Δψri(Pm)及振幅特性Ari(Pm)。
例如，在圖4中，將接收電場電平P0及接收電場電平P2各處的相位差Δψri(P0)及Δψri(P2)以及振幅特性Ari(P0)及Ari(P2)作為實際測定的值。此時，插值電路1118可以根據(jù)一次線性插值如下來求未測定的接收電場電平P1的相位特性Δψri(P1)及振幅特性Ari(P1)。
Δψri(P1)＝(t·Δψri(P0)+s·Δψri(P2))/(s+t)Ari(P1)＝(t·Ari(P0)+s·Ari(P2))/(s+t)其中，P1＝(t·P0+s·P2)/(s+t)，0＜s，t＜1如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例8的校準(zhǔn)裝置，能夠由在要補償?shù)慕邮针妶鲭娖浇詼y定、存儲的延遲特性及振幅特性數(shù)據(jù)，通過插值處理來求要補償?shù)慕邮针妶鲭娖降南辔徊罴罢穹?。由此，不僅能夠根據(jù)接收電場電平來更正確地進(jìn)行陣列天線無線接收裝置中延遲差及振幅差的補償，而且能夠削減測定的接收功率電平Pm的采樣點。
插值處理中使用的測定值不必是偏離基準(zhǔn)識別點的延遲差及振幅比，也可以考慮根據(jù)相關(guān)檢測出的相關(guān)輸出來計算。
例如，假設(shè)將實際測定的相關(guān)輸出1115用相關(guān)向量Ri(i＝1，2)來表現(xiàn)，接收電場電平P0及接收電場電平P2處的相關(guān)向量分別為Ri(p0)及Ri(p2)。插值電路1118可以通過一次線性插值，如下來求未測定的接收電場電平P1的相關(guān)向量Ri(P1)。
Ri(P1)＝(t·Ri(P0)+s·Ri(P2))/(s+t)其中，P1＝(t·P0+s·P2)/(s+t)，0＜s，t＜1插值電路1118可以根據(jù)上述Ri(P1)，來求未測定的接收電場電平P1的相位特性Δψri(P1)及振幅特性Ari(P1)。此外，插值電路1118也可以由通過插值處理求出的相關(guān)向量Ri(P1)來求進(jìn)行使無線接收部的相位特性及振幅特性與無線接收部RX1(1108)一致的補償?shù)那闆r下的偏移值。即，假設(shè)偏移值為向量Zri(Pm)(i＝1，2，m＝0，1，2，...)，則可以如下計算。
Zr1(P1)＝1Zr2(P1)＝R1(P1)/R2(P1)＝R1(P1)×R2(P1)*/|R2(P1)|2(*表示復(fù)共軛)(實施例9)接著，說明本發(fā)明實施例9的校準(zhǔn)裝置。圖12是本發(fā)明實施例9的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。如圖12所示，實施例9的校準(zhǔn)裝置與上述實施例同樣，包括2個天線。
在圖12中，校準(zhǔn)信號1201及校準(zhǔn)信號1202分別通過調(diào)制電路1205及調(diào)制電路1206調(diào)制。在實施例9中，假設(shè)將校準(zhǔn)裝置使用的調(diào)制方式作為與普通通信相同的方式，例如調(diào)制是QPSK調(diào)制，此外，假設(shè)無線部進(jìn)行正交調(diào)制及正交檢波。
輸入到各無線發(fā)送部的校準(zhǔn)信號1201及校準(zhǔn)信號1202分別通過代碼產(chǎn)生器1203及1204生成，分別通過調(diào)制電路1205及調(diào)制電路1206調(diào)制，分別輸入到無線發(fā)送部1207及無線發(fā)送部1208。各代碼產(chǎn)生器產(chǎn)生不同的PN碼或正交碼。在PN碼的情況下，需要充分長的相關(guān)時間，使得各個代碼的相關(guān)減少。圖2A示出調(diào)制信號的星座。
發(fā)送信號通過無線發(fā)送部1207及無線發(fā)送部1208正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，分別從天線連接端子1209及天線連接端子1210輸入到加法電路1211，通過加法電路1211相加并輸出。fc是本系統(tǒng)的接收載頻。
以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器1212的電纜1213，從加法電路1211傳輸?shù)綗o線接收部1214的接收端子1215。此時，假設(shè)電纜長度以充分的精度等于載頻的波長，并且假設(shè)加法器及衰耗器的延遲量已經(jīng)測定過。
無線接收部1214的接收輸出被輸入到相關(guān)器1216、1217。相關(guān)器1216及相關(guān)器1217分別在定時控制電路1218及定時控制電路1219調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出1220及相關(guān)輸出1221。此時，校準(zhǔn)信號使用每個無線發(fā)送部不同的PN碼或正交碼，所以通過從相關(guān)器1216及相關(guān)器1217輸出的各個相關(guān)輸出1220及相關(guān)輸出1221，能得到每個無線發(fā)送部的延遲量。
檢測電路1222通過比較由相關(guān)輸出1220求出的接收信號點(以下稱為接收點)r1和作為基準(zhǔn)的識別點(以下稱為基準(zhǔn)識別點)，來求(振幅比，相位差)＝(Ar1，Δψr1)1223。這里所求的相位差相當(dāng)于無線發(fā)送部1207的延遲Dt、加法電路1209的延遲Da、電纜1211的延遲Dk(包含衰耗器中的延遲)、和無線接收部1212的延遲Dr1的合計延遲量D(D＝Dt+Da+Dk+Dr1)除以載頻fc的波長λc所余的延遲量。
同樣，通過比較由相關(guān)輸出1221求出的接收點r2和基準(zhǔn)識別點，來求(振幅比，相位差)＝(Ar2，Δψr2)1224。
圖2B示出無線部TX1 1207端的星座及偏離基準(zhǔn)識別點的振幅比及相位差，此外，圖2C示出無線部TX2 1208端的星座及偏離基準(zhǔn)識別點的振幅比及相位差。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例9的校準(zhǔn)裝置，在TDMA傳輸中無線發(fā)送部的延遲特性及振幅特性的檢測中，將與實際通信使用的調(diào)制信號頻帶相同或接近的信號用作校準(zhǔn)信號，通過比較來自各無線接收部的輸出信號的相關(guān)輸出和基準(zhǔn)識別點，能夠檢測更正確的延遲差及振幅比。
此外，通過以檢測出的相位差及振幅比為偏移量，乘以各無線接收部的輸出信號，還能夠解決包含由加權(quán)收斂結(jié)果得到的零點的方向性圖和實際的方向性圖不同的問題。
在上述實施例9中，假設(shè)使用的調(diào)制方式是QPSK調(diào)制，此外，假設(shè)在無線部中進(jìn)行正交調(diào)制及正交檢波，但是顯然，在本發(fā)明中，上述調(diào)制方式及檢波方式不是必須的，在別的方式中也能同樣進(jìn)行檢測。此外，在上述實施例9中，顯然也能容易地只測定相位特性或振幅特性中的某一個。
此外，檢測值不必是偏離基準(zhǔn)識別點的延遲差及振幅比，也可以考慮將根據(jù)相關(guān)輸出而計算出的各無線發(fā)送部間的偏移值作為檢測值。此外，在校準(zhǔn)裝置中，也可以原封不動地輸出或存儲相關(guān)值。在此情況下，使用存儲的相關(guān)值來求補償各無線發(fā)送部的延遲差及振幅差的偏移值的運算在陣列天線無線發(fā)送裝置端進(jìn)行。在陣列天線無線發(fā)送裝置中，通過對輸入到無線發(fā)送部TX1 1207及無線發(fā)送部TX2 1208的輸入信號補償延遲特性及振幅特性的偏差，能夠防止由加權(quán)收斂結(jié)果得到的方向性圖和實際的方向性圖不同。
此外，是假設(shè)電纜長度全部相等的，但是即使在電纜長度是不同長度的情況下，如果預(yù)先已知上述電纜的延遲量及衰減量，則能夠通過校正上述已知的延遲量和衰減量，來實現(xiàn)相位差及振幅比的檢測。假設(shè)使無線部中使用的基準(zhǔn)信號(10MHz等晶體振蕩器構(gòu)成的時鐘)為全部通用。
此外，與實施例8同樣，也可以在檢測電路1222的輸出端設(shè)置插值電路，使用實際測定的各無線部的延遲差及振幅比，通過插值處理，來求與測定的接收功率電平以外的接收功率電平對應(yīng)的延遲差及振幅比。(實施例10)接著，說明本發(fā)明實施例10的校準(zhǔn)裝置。圖13是本發(fā)明實施例10的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例10的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)是在上述實施例9的校準(zhǔn)裝置上添加切換開關(guān)。此外，如圖13所示，實施例10的校準(zhǔn)裝置包括2個天線。
在實施例10中，校準(zhǔn)信號由加法電路1311輸出之前的操作與上述實施例9同樣。即，輸入到各無線發(fā)送部的校準(zhǔn)信號1301及校準(zhǔn)信號1302分別通過代碼產(chǎn)生器1303及代碼產(chǎn)生器1304生成，分別通過調(diào)制電路1305及調(diào)制電路1306調(diào)制，分別輸入到無線發(fā)送部1307及無線發(fā)送部1308。各代碼產(chǎn)生器產(chǎn)生不同的PN碼或正交碼。在PN碼的情況下，需要充分長的相關(guān)時間，使得各個代碼的相關(guān)減小。
發(fā)送信號通過無線發(fā)送部1307及無線發(fā)送部1308正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，從天線連接端子1309及天線連接端子1310輸入到加法電路1311，通過加法電路1311相加并輸出。fc是本系統(tǒng)的接收載頻。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器1312的電纜1313，從加法電路1311傳輸?shù)角袚Q開關(guān)1314。
切換開關(guān)1314根據(jù)SW切換信號1315來切換來自天線的接收信號和校準(zhǔn)用調(diào)制信號。來自切換開關(guān)的信號被傳輸?shù)綗o線接收部1316。此后的操作與上述實施例9同樣。即，無線接收部的接收輸出被輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器1317及復(fù)數(shù)相關(guān)器1318，復(fù)數(shù)相關(guān)器1317及復(fù)數(shù)相關(guān)器1318分別在定時控制電路1319及定時控制電路1320調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出1321及相關(guān)輸出1322。
此時，校準(zhǔn)信號使用每個無線發(fā)送部不同的PN碼或正交碼，所以由復(fù)數(shù)相關(guān)器1317及復(fù)數(shù)相關(guān)器1318分別輸出的相關(guān)輸出1321及相關(guān)輸出1322，能得到每個無線發(fā)送部的延遲量。
檢測電路1323求相位差Δψr1及相位差Δψr2以及振幅比Ar1及Ar2，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例10的校準(zhǔn)裝置，通過控制開關(guān)切換信號，能夠在必要時測定無線發(fā)送部的延遲特性及振幅特性。由此，即使在上述延遲特性及振幅特性根據(jù)操作環(huán)境等在時間上變化的情況下，也能夠正確地進(jìn)行補償。(實施例11)接著，說明本發(fā)明實施例11的校準(zhǔn)裝置。圖14是本發(fā)明實施例11的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。如圖14所示，實施例11的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)是在上述實施例9的校準(zhǔn)裝置上添加復(fù)用電路。此外，實施例11的校準(zhǔn)裝置包括2個天線。
在實施例11中，校準(zhǔn)信號由加法電路輸出之前的操作與實施例9同樣。即，輸入到各無線發(fā)送部的校準(zhǔn)信號1401及校準(zhǔn)信號1402分別通過代碼產(chǎn)生器1403及代碼產(chǎn)生器1404生成，分別通過調(diào)制電路1405及調(diào)制電路1406調(diào)制，分別輸入到無線發(fā)送部1407及無線發(fā)送部1408。各代碼產(chǎn)生器產(chǎn)生不同的PN碼或正交碼。在PN碼的情況下，需要充分長的相關(guān)時間，使得各個代碼的相關(guān)減小。
發(fā)送信號通過無線發(fā)送部1407及無線發(fā)送部1408正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，從天線連接端子1409及天線連接端子1410輸入到加法電路1411，通過加法電路1411相加并輸出。fc是本系統(tǒng)的接收載頻。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器1412的電纜1413，從加法電路1411傳輸?shù)綇?fù)用電路1414。
復(fù)用電路1414對來自天線的接收信號和校準(zhǔn)用的調(diào)制信號進(jìn)行復(fù)用。復(fù)用過的信號被傳輸?shù)綗o線接收部1415。此后的操作與上述實施例9同樣。即，無線接收部的接收輸出被輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器1416及復(fù)數(shù)相關(guān)器1417，復(fù)數(shù)相關(guān)器1416及復(fù)數(shù)相關(guān)器1417分別在定時控制電路1418及定時控制電路1419調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出1420及相關(guān)輸出1421。
此時，校準(zhǔn)信號使用每個無線發(fā)送部不同的PN碼或正交碼，所以由復(fù)數(shù)相關(guān)器1416及復(fù)數(shù)相關(guān)器1417分別輸出的相關(guān)輸出1420及相關(guān)輸出1421，能得到每個無線發(fā)送部的延遲量。
檢測電路1422求相位差Δψr1及相位差Δψr2以及振幅比Ar1及振幅比Ar2，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例11的校準(zhǔn)裝置，不用中斷普通的通信，即能夠經(jīng)?；蛟诒匾獣r測定無線發(fā)送部的延遲特性及振幅特性。由此，即使在上述延遲特性及振幅特性根據(jù)操作環(huán)境等在時間上變化的情況下，也能夠正確地進(jìn)行補償。在不進(jìn)行測定時，可以考慮通過關(guān)閉無線發(fā)送部的電源，完全不輸出對接收信號是噪聲分量的校準(zhǔn)信號。(實施例12)接著，說明本發(fā)明實施例12的校準(zhǔn)裝置。圖15是本發(fā)明實施例12的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例12的校準(zhǔn)裝置與上述實施例9同樣，包括2個天線。
在實施例12中，校準(zhǔn)信號由加法電路輸出之前的操作與上述實施例9同樣。即，輸入到各無線發(fā)送部的校準(zhǔn)信號1501及校準(zhǔn)信號1502分別通過代碼產(chǎn)生器1503及代碼產(chǎn)生器1504生成，分別通過調(diào)制電路1505及調(diào)制電路1506調(diào)制，分別輸入到無線發(fā)送部1507及無線發(fā)送部1508。各代碼產(chǎn)生器產(chǎn)生不同的PN碼或正交碼。在PN碼的情況下，需要充分長的相關(guān)時間，使得各個代碼的相關(guān)減小。
發(fā)送信號通過無線發(fā)送部1507及無線發(fā)送部1508正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，從天線連接端子1509及天線連接端子1510輸入到加法電路1511，通過加法電路1511相加并輸出。fc是本系統(tǒng)的接收載頻。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器1512的電纜1513，從加法電路1511傳輸?shù)綗o線接收部1514。
定時控制電路1515及定時控制電路1516的輸出通過切換開關(guān)1517切換，輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器1518。復(fù)數(shù)相關(guān)器1518根據(jù)上述定時進(jìn)行與無線接收部1514的輸出的相關(guān)檢測，輸出相關(guān)輸出1519。此時，校準(zhǔn)信號使用每個無線發(fā)送部不同的PN碼或正交碼，所以由相關(guān)器1518輸出的相關(guān)輸出1519，能夠得到每個無線發(fā)送部的延遲量。
檢測電路1520求振幅比Ari及相位差Δψri 1521，并且輸出或存儲。由此，在切換開關(guān)1517選擇定時控制電路1515的輸出的情況下，相關(guān)器1519進(jìn)行相關(guān)檢測，輸出相關(guān)輸出1519。檢測電路1520求振幅比Ar1及相位差Δψr1 1521，并且輸出或存儲。
另一方面，在切換開關(guān)1517選擇定時控制電路1516的輸出的情況下，相關(guān)器1518進(jìn)行相關(guān)檢測，輸出相關(guān)輸出1519。檢測電路1520求振幅比Ar2及相位差Δψr2 1521，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例12的校準(zhǔn)裝置，在用開關(guān)切換、時間分割來求多個無線接收部的延遲特性及振幅特性的情況下，無需對每個無線接收部同時處理相關(guān)運算或相位檢測，所以能夠削減校準(zhǔn)裝置的電路規(guī)模。(實施例13)接著，說明本發(fā)明實施例13的校準(zhǔn)裝置。圖16是本發(fā)明實施例13的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。實施例13的校準(zhǔn)裝置包括2個天線。此外，如實施例9所述，一般使無線部中使用的基準(zhǔn)信號(10MHz等晶體振蕩器構(gòu)成的時鐘)為全部通用。
然而，在無線發(fā)送部和無線接收部使用的本地信號不同的情況下，由于不同合成器生成的本地信號中的誤差，發(fā)送端和接收端的載頻fc有可能發(fā)生微妙的偏差。因此，在發(fā)生上述現(xiàn)象的情況下，即使在無線部的延遲量在時間上不變化的情況下，接收相位也在時間上變化。由此，在由基準(zhǔn)識別點和接收端之差來求相位差Δψr及振幅比Ar的情況下，不能檢測正確的值。
實施例13在實施例9的校準(zhǔn)裝置中，使無線部使用的本地信號(Lo信號)為全部通用。
在圖16中，假設(shè)本地信號1622被提供給所有無線部通用。其他結(jié)構(gòu)及操作與實施例9同樣。即，輸入到各無線發(fā)送部的校準(zhǔn)信號1601及校準(zhǔn)信號1602分別通過代碼產(chǎn)生器1603及代碼產(chǎn)生器1604生成，分別通過調(diào)制電路1605及調(diào)制電路1606調(diào)制，分別輸入到無線發(fā)送部1607及無線發(fā)送部1608。由各代碼產(chǎn)生器產(chǎn)生不同的PN碼或正交碼。在PN碼的情況下，需要充分長的相關(guān)時間，使得各個代碼的相關(guān)減小。
發(fā)送信號通過無線發(fā)送部1607及無線發(fā)送部1608正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，從天線連接端子1609及天線連接端子1610輸入到加法電路1611，通過加法電路1611相加并輸出。fc是本系統(tǒng)的接收載頻。以載頻fc輸出的信號使用連接了衰耗器1612的電纜1613，從加法電路1611傳輸?shù)綗o線接收部1614。
無線接收部的接收輸出被輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器1615及復(fù)數(shù)相關(guān)器1616。復(fù)數(shù)相關(guān)器1615及復(fù)數(shù)相關(guān)器1616分別在定時控制電路1617及定時控制電路1618調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，分別輸出相關(guān)輸出1619及相關(guān)輸出1620。
此時，校準(zhǔn)信號使用每個無線發(fā)送部不同的PN碼或正交碼，所以由復(fù)數(shù)相關(guān)器1615及復(fù)數(shù)相關(guān)器1616分別輸出的相關(guān)輸出1619及相關(guān)輸出1620，能得到每個無線發(fā)送部的延遲量。檢測電路1621求相位差Δψr1及相位差Δψr2以及振幅比Ar1及振幅比Ar2，并且輸出或存儲。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例13的校準(zhǔn)裝置，通過使無線發(fā)送部和無線接收部使用的本地信號為通用，能夠消除發(fā)送端和接收端的載頻fc發(fā)生偏差的可能性。由此，相位及振幅不會因為無線部的延遲特性及振幅特性以外的原因而變化，能夠檢測正確的延遲量。(實施例14)接著，說明本發(fā)明實施例14的校準(zhǔn)裝置。圖17是本發(fā)明實施例14的校準(zhǔn)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。如圖17所示，實施例14的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)是合成上述實施例1和實施例9，能夠用同一電路進(jìn)行接收校準(zhǔn)及發(fā)送校準(zhǔn)。實施例14的校準(zhǔn)裝置包括2個天線。
在圖17中，校準(zhǔn)信號1701及校準(zhǔn)信號1702分別通過調(diào)制電路1705及調(diào)制電路1706調(diào)制。在實施例14中，假設(shè)使用的調(diào)制方式是與普通通信相同的方式，例如是QPSK調(diào)制，此外，假設(shè)無線部進(jìn)行正交調(diào)制及正交檢波。
輸入到各無線發(fā)送部的校準(zhǔn)信號1701及校準(zhǔn)信號1702分別通過代碼產(chǎn)生器1703及代碼產(chǎn)生器1704生成，分別通過調(diào)制電路1705及調(diào)制電路1706調(diào)制，分別輸入到無線發(fā)送部1707及無線發(fā)送部1708。各代碼產(chǎn)生器產(chǎn)生不同的PN碼或正交碼。在PN碼的情況下，需要充分長的相關(guān)時間，使得各個代碼的相關(guān)減小。圖2A示出調(diào)制信號的星座。
發(fā)送信號通過無線發(fā)送部1707及無線發(fā)送部1708正交調(diào)制后，上變頻到載頻fc，從天線連接端子1709及天線連接端子1710輸入到加法電路1711，通過加法電路1711相加并輸出。fc是本系統(tǒng)的接收載頻。以載頻fc輸出的信號從衰耗器1712傳輸?shù)綗o線接收部1713及無線接收部1714的各個接收端子1715及接收端子1716。此時，假設(shè)電纜長度以充分的精度等于載頻的波長，并且假設(shè)加法器及衰耗器的延遲量已經(jīng)測定過。
各無線接收部的接收輸出被輸入到復(fù)數(shù)相關(guān)器1717及復(fù)數(shù)相關(guān)器1718。復(fù)數(shù)相關(guān)器1717及復(fù)數(shù)相關(guān)器1718在定時調(diào)整電路1719調(diào)整過的定時進(jìn)行相關(guān)檢測，輸出相關(guān)值。
在接收校準(zhǔn)時，為了校正接收操作中的相位偏差，需要定時調(diào)整電路1719發(fā)送單一校準(zhǔn)信號，各無線接收部接收該校準(zhǔn)信號，進(jìn)行校準(zhǔn)。由此，在接收校準(zhǔn)時，定時調(diào)整電路1719輸入要進(jìn)行接收校準(zhǔn)的切換信號，將單一校準(zhǔn)信號輸出到所有復(fù)數(shù)相關(guān)器。
這里，定時調(diào)整電路1719選擇校準(zhǔn)信號1701或校準(zhǔn)信號1702中的某一個，將選擇出的校準(zhǔn)信號輸出到復(fù)數(shù)相關(guān)器1717及復(fù)數(shù)相關(guān)器1718。
檢測電路1720通過比較由相關(guān)值求出的接收信號點r1和作為基準(zhǔn)的識別點，來求(振幅比，相位差)＝(Ar1，Δψr1)。這里所求的相位差相當(dāng)于無線發(fā)送部1701及無線發(fā)送部1708的延遲Dt、電纜的延遲Dk、和無線接收部1713及無線接收部1714的延遲Dr1的合計延遲量D(D＝Dt+Dk+Dr1)除以載頻fc的波長λc所余的延遲量。
同樣，通過比較由相關(guān)值求出的接收點r2和基準(zhǔn)識別點，來求(振幅比，相位差)＝(Ar2，Δψr2)118。
另一方面，在發(fā)送校準(zhǔn)時，為了校正發(fā)送操作中的相位偏差，需要各無線接收部接收各無線發(fā)送部發(fā)送的校準(zhǔn)信號，進(jìn)行校準(zhǔn)。
由此，在發(fā)送校準(zhǔn)時，定時調(diào)整電路1719將各代碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的所有校準(zhǔn)信號輸出到各個復(fù)數(shù)相關(guān)器。這里，定時調(diào)整電路1719將校準(zhǔn)信號1701及校準(zhǔn)信號1702分別輸出到對應(yīng)的復(fù)數(shù)相關(guān)器1717及復(fù)數(shù)相關(guān)器1718。
此時，校準(zhǔn)信號使用每個無線發(fā)送部不同的PN碼或正交碼，所以由相關(guān)器1717及相關(guān)器1718輸出的相關(guān)值，能得到每個無線發(fā)送部的延遲量。
檢測電路1720通過比較由相關(guān)值求出的接收信號點r1(以下稱為接收點)和作為基準(zhǔn)的識別點(以下稱為基準(zhǔn)識別點)，來求(振幅比，相位差)＝(Ar1，Δψr1)。這里所求的相位差相當(dāng)于無線發(fā)送部1707及無線發(fā)送部1708的延遲Dt、加法電路1711的延遲Da、電纜的延遲Dk(包含衰耗器中的延遲)、和無線接收部1713及無線接收部1714的延遲Dr1的合計延遲量D(D＝Dt+Da+Dk+Dr1)除以載頻fc的波長λc所余的延遲量。同樣，通過比較由相關(guān)值求出的接收點r2和基準(zhǔn)識別點，來求(振幅比，相位差)＝(Ar2，Δψr2)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例14的校準(zhǔn)裝置，能夠用單一電路進(jìn)行接收校準(zhǔn)及發(fā)送校準(zhǔn)。
在實施例14中，是就合成實施例1的校準(zhǔn)裝置、和實施例9的校準(zhǔn)裝置的情況進(jìn)行說明的，但是本發(fā)明不限于此，也可以適當(dāng)組合、合成實施例1至實施例8的校準(zhǔn)裝置、和實施例9至實施例13的校準(zhǔn)裝置。
此外，在以上說明中，示出將本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置適用于無線通信裝置的例子，但是本發(fā)明不限于此，也可以適用于工廠等制造自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)的階段需要的校準(zhǔn)。
此外，上述本實施例的校準(zhǔn)裝置也可以搭載到TDMA方式的通信中的基站裝置及通信終端裝置。
本說明書基于1998年6月18日申請的特愿平10-171014號。其內(nèi)容包含于此。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明適用于TDMA方式的數(shù)字無線通信領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種校準(zhǔn)裝置，包括校準(zhǔn)信號發(fā)送器，以接收載頻來發(fā)送與無線通信使用的頻帶相同或近似的頻帶的校準(zhǔn)信號；傳輸器，將上述校準(zhǔn)信號傳輸?shù)脚c陣列天線對應(yīng)設(shè)置的多個無線接收器；以及檢測器，使用從上述無線接收器輸出的接收校準(zhǔn)信號，檢測上述無線接收器的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
2.如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)裝置，其中，上述校準(zhǔn)信號發(fā)送器包括代碼產(chǎn)生器，產(chǎn)生校準(zhǔn)信號；調(diào)制器，對上述校準(zhǔn)信號進(jìn)行調(diào)制，生成調(diào)制校準(zhǔn)信號；以及發(fā)送器，無線發(fā)送該調(diào)制校準(zhǔn)信號。
3.如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)裝置，包括調(diào)整器，變化從上述校準(zhǔn)信號發(fā)送器輸出的信號的電平；上述檢測器對每個信號電平，檢測上述多個無線接收器中的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
4.如權(quán)利要求3所述的校準(zhǔn)裝置，其中，上述檢測器包括插值器，在上述調(diào)整器將校準(zhǔn)信號變化為多個信號電平的情況下，根據(jù)與該多個信號電平對應(yīng)的多個測定點進(jìn)行插值處理。
5.如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)裝置，包括切換器，根據(jù)控制信號，將來自上述陣列天線的接收信號或上述接收校準(zhǔn)信號中的某一個輸入到上述無線接收器。
6.如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)裝置，包括復(fù)用器，對來自上述陣列天線的接收信號和上述接收校準(zhǔn)信號進(jìn)行復(fù)用，輸入到上述無線接收器。
7.如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)裝置，包括選擇器，從上述多個無線接收器輸出的信號中，選擇作為上述檢測器中檢測的對象的信號。
8.如權(quán)利要求2所述的校準(zhǔn)裝置，包括相關(guān)器，檢測上述接收校準(zhǔn)信號和發(fā)送校準(zhǔn)信號之間的相關(guān)；以及定時調(diào)整器，由上述調(diào)制校準(zhǔn)信號來生成定時信號，輸出到上述相關(guān)器；上述相關(guān)器根據(jù)上述定時信號，檢測上述接收校準(zhǔn)信號和上述發(fā)送校準(zhǔn)信號之間的相關(guān)。
9.如權(quán)利要求2所述的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括相關(guān)器，檢測上述接收校準(zhǔn)信號和發(fā)送校準(zhǔn)信號之間的相關(guān)；發(fā)送定時控制器，生成控制上述調(diào)制校準(zhǔn)信號的發(fā)送定時的發(fā)送定時信號；以及相關(guān)檢測定時信號生成器，由上述發(fā)送定時信號來生成相關(guān)檢測定時信號；上述相關(guān)器根據(jù)上述相關(guān)檢測定時信號，檢測上述接收校準(zhǔn)信號的相關(guān)。
10.如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括產(chǎn)生本地信號的信號產(chǎn)生器；上述信號產(chǎn)生器將上述本地信號提供給上述校準(zhǔn)信號發(fā)送器及上述多個無線接收器。
11.如權(quán)利要求8所述的校準(zhǔn)裝置，其中，上述檢測器存儲或輸出上述相關(guān)器輸出的上述多個無線接收器的相關(guān)值。
12.如權(quán)利要求8所述的校準(zhǔn)裝置，其中，上述檢測器根據(jù)上述檢測出的相關(guān)，檢測偏離基準(zhǔn)識別點的相位差及振幅比中的至少一個。
13.一種校準(zhǔn)裝置，包括多個校準(zhǔn)信號生成器，向與陣列天線對應(yīng)設(shè)置的多個無線發(fā)送器分別輸入與無線通信使用的頻帶相同或近似的頻帶的校準(zhǔn)信號；傳輸器，將上述校準(zhǔn)信號傳輸?shù)綗o線接收器；以及檢測器，使用從上述無線接收器輸出的接收校準(zhǔn)信號，檢測上述無線接收器的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
14.如權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)裝置，其中，上述校準(zhǔn)信號生成器包括代碼產(chǎn)生器，產(chǎn)生校準(zhǔn)信號；以及調(diào)制器，對上述校準(zhǔn)信號進(jìn)行調(diào)制，生成調(diào)制校準(zhǔn)信號。
15.如權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)裝置，包括合成器，對上述多個無線發(fā)送器的輸出進(jìn)行復(fù)用；以及相關(guān)器，根據(jù)上述各無線發(fā)送器的發(fā)送定時，檢測上述接收校準(zhǔn)信號和上述校準(zhǔn)信號之間的相關(guān)；上述檢測器根據(jù)上述相關(guān)器的輸出信號，檢測上述無線發(fā)送器的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
16.如權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)裝置，包括調(diào)整器，變化從上述無線發(fā)送器輸出的信號或從上述合成器輸出的信號的電平；上述檢測器對每個信號電平，檢測上述多個無線接收器中的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
17.如權(quán)利要求16所述的校準(zhǔn)裝置，其中，上述檢測器包括插值器，在上述調(diào)整器將校準(zhǔn)信號變化為多個信號電平的情況下，根據(jù)與該多個信號電平對應(yīng)的多個測定點進(jìn)行插值處理。
18.如權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)裝置，包括切換器，根據(jù)控制信號，將來自上述陣列天線的接收信號或上述接收校準(zhǔn)信號中的某一個輸入到上述無線接收器。
19.如權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)裝置，包括復(fù)用器，對來自上述陣列天線的接收信號和上述接收校準(zhǔn)信號進(jìn)行復(fù)用，輸入到上述無線接收器。
20.如權(quán)利要求15所述的校準(zhǔn)裝置，包括發(fā)送定時切換器，從上述各無線發(fā)送器的發(fā)送定時中選擇單一的發(fā)送定時，輸出到上述相關(guān)器。
21.如權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)裝置，包括產(chǎn)生本地信號的信號產(chǎn)生器；上述信號產(chǎn)生器將上述本地信號提供給上述多個無線發(fā)送器及上述無線接收器。
22.如權(quán)利要求15所述的校準(zhǔn)裝置，其中，上述檢測器存儲或輸出上述相關(guān)器輸出的上述無線發(fā)送器的相關(guān)值。
23.如權(quán)利要求15所述的校準(zhǔn)裝置，其中，上述檢測器根據(jù)上述檢測出的相關(guān)，檢測偏離基準(zhǔn)識別點的相位差及振幅比中的至少一個。
24.一種包括校準(zhǔn)裝置的通信裝置，其中，上述校準(zhǔn)裝置包括校準(zhǔn)信號發(fā)送器，以接收載頻來發(fā)送與無線通信使用的頻帶相同或近似的頻帶的校準(zhǔn)信號；傳輸器，將上述校準(zhǔn)信號傳輸?shù)脚c陣列天線對應(yīng)設(shè)置的多個無線接收器；以及檢測器，使用從上述無線接收器輸出的接收校準(zhǔn)信號，檢測上述無線接收器的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
25.一種包括校準(zhǔn)裝置的通信裝置，其中，上述校準(zhǔn)裝置包括多個校準(zhǔn)信號生成器，向與陣列天線對應(yīng)設(shè)置的多個無線發(fā)送器分別輸入與無線通信使用的頻帶相同或近似的頻帶的校準(zhǔn)信號；傳輸器，將上述校準(zhǔn)信號傳輸?shù)綗o線接收器；以及檢測器，使用從上述無線接收器輸出的接收校準(zhǔn)信號，檢測上述無線接收器的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
26.一種校準(zhǔn)方法，產(chǎn)生與無線通信使用的頻帶相同或近似的頻帶的校準(zhǔn)信號，將該校準(zhǔn)信號發(fā)送到無線接收器，檢測上述無線接收器的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
27.一種校準(zhǔn)方法，產(chǎn)生與無線通信使用的頻帶相同或近似的頻帶的校準(zhǔn)信號，將該校準(zhǔn)信號從無線發(fā)送器發(fā)送到無線接收器，檢測上述無線接收器的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
全文摘要
使用與無線通信使用的頻帶相同或近似的頻帶的校準(zhǔn)信號,來檢測無線接收部的延遲特性及振幅特性中的至少一個。
文檔編號H04L27/18GK1273729SQ99801128
公開日2000年11月15日 申請日期1999年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月18日
發(fā)明者平松勝彥, 松元淳志 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社